管壳单元和管单元摩托车车架模态分析与实测研究

为了解A150摩托车的动特性参数,分别建立了该车车架的管壳单元和壳单元两种有限元模型并进行了模态分析,得到了该车架小于400Hz的11阶固有频率。采用自行研发的模态试验测试分析系统,对车架的固有频率进行了实测。结果表明:对于管壳单元和管单元两种车架模型,计算固有频率与实测值的平均误差为分别为1.22%和0.89%,均方差分别为8.70%和3.62%,误差值在可接受范围内,说明所建有限元模型的正确性。对比管壳单元模型和管单元模型,前者精度相对较低,运算量小,适合对车架优化的定性分析;后者精度相对较高,适合对车架优化的定量分析。

基于中低温相变材料的管壳式储热单元传热性能数值分析

针对管壳式相变储热单元换热效率低的问题,设计一种带有径向矩形翅片的复合盐管壳式相变储热单元,进行数值模拟并与实验研究对比验证,然后选择适当的性能指标分析模拟结果。采用ANSYS FLUENT进行三维瞬态仿真,改变换热流体入口温度及储热单元翅片间距进行储热过程的数值计算,对相变材料温度变化、传热过程及熔化情况进行对比分析。结果表明:提高换热流体温度和缩小翅片间距是有效强化换热的手段。在本工作中,换热流体与相变材料复合盐CH_(3)COONa·3H_(2)O-KCl相变温差每增加5℃,相变材料熔化速率分别提升54.98%、 34.67%、 23.92%、 18.13%、 14.45%,潜热储热速率分别提升61.56%、 45.79%、 35.15%、27.04%、22.31%,速率提升效果均逐渐减弱。翅片间距每缩短10 mm,相变材料熔化速率分别提升32.37%、41.26%、38.66%,储热量随之减少6.40%、11.95%、6.55%,储能密度降低0.53%、10.97%、1.57%,实际应用中需综合换热能力、成本等方面问题选择合适的翅片间距。本工作可为实际工程中储热单元的设计优化提供理论支持。

石蜡/Fe_(3)O_(4)纳米颗粒复合相变材料在管壳式储热单元中的储/放热性能研究

相变储热技术凭借其储热密度高、温度波动小、成本低廉等优势在太阳能利用和余热回收等领域具有巨大应用潜力,但相变材料的低导热系数严重限制了其实际应用。为此,本文运用“两步法”制备出不同质量分数的石蜡/Fe_(3)O_(4)纳米颗粒高导热系数复合相变材料,对其热物性进行了综合表征,并将其与纯石蜡在管壳式储热单元中的储/放热性能进行了对比研究。研究结果表明:与纯石蜡相比,Fe_(3)O_(4)纳米颗粒能够有效地提高复合相变材料的导热系数;当纳米颗粒的质量分数为5%时,固态和液态导热系数分别提升了53%和79%,完全熔化和凝固时间可分别缩短29.69%和29.81%;尽管复合相变材料的储热量和放热量分别下降了5.62%和7.32%,但是储热和放热过程的㶲效率分别提升了0.43%和3.37%;Fe_(3)O_(4)纳米颗粒的添加降低了储热和放热过程中的自然对流强度。